混作组合对高寒牧区牧草生物量分配模式的影响.pdf

草 学草业科学 年第 期 总第 期混作组合对高寒牧区牧草生物量分配模式的影响刘皓栋 田启会 刘根新 贾万臣 曹文侠 徐长林(.甘肃畜牧工程职业技术学院 甘肃 武威.甘肃农业大学 甘肃 兰州)摘 要:基于东祁连山高寒牧区饲草不足的现状 为缓解草畜间的矛盾 本试验在天祝高寒地区建植多年生混作禾草地以祁连山东段 年建植的 龄禾本科混播人工草地为对象 设置不同混作组合 研究在不同生育时期高寒牧区 龄混播禾草地地上 地下生物量分配模式的动态变化 采用样方法对混作草地的生物量测定后进行综合评价 结果表明:从返青期到枯黄期 龄混作禾草地地上部分生物量呈现先增高后降低的趋势 地下部分生物量呈现倒“”型变化趋势 混播处理 (青海中华羊茅 青海冷地早熟禾 青牧 号老芒麦)全年地下干物质产量、全年鲜草产量和全年干草产量 均表现出明显的生长优势 全年的鲜草产量为 /干草产量为 /通过综合评价得到 混作三组分草地 可保持较高的生产力 是高寒地区建植人工混作草地的良好选择关键词:混作组合 生育期 草产量 地下生物量 生物量分配中图分类号:文献标识码:文章编号:():/收稿日期:基金项目:现代农业产业技术体系()甘肃省青年科技基金计划()甘肃省高等学校创新基金项目()年武威市第一批科技计划项目()甘肃畜牧工程职业技术学院院列项目()共同资助作者简介:刘皓栋()男 甘肃省镇原县人 讲师研究生 主要研究方向为草地资源与生态 :.通讯作者:田启会()男 甘肃镇原人 主要研究方向为畜牧兽医 :.在青藏高原 高寒草甸是面积最大的草地类型也是当地畜牧业生产的主要基地 由于自身生态系统的脆弱性以及人为干扰等因素 近年来高寒草甸退化严重 部分草地已退化为次生裸地 一旦退化通过自然恢复极其困难 草地退化之后 养分循环难以维系 草地生产力严重下降 草产品数量和质量难以维持畜牧业发展要求 草畜矛盾愈加尖锐高寒地区种植人工草地 是当地解决天然草地中度和重度退化造成冬季饲草量不足的重要举措人工建植可以在较短时间内增加草地植被盖度 提升草地生产力 国内外学者通过建立人工草地 在很大程度上提高了牧草产量和质量 从而减轻天然草地的压力 为草地畜牧业生产能力的提升发挥了很大作用 青藏高原祁连山东端高寒地区的人工草地多以单播一年生禾本科植物燕麦(.)为主 但长期连年耕作 会造成燕麦苗弱、不健壮 易感染病害、虫害 最终致使燕麦严重减产营养品质和生产力较高的豆科牧草 如紫花苜蓿()、红豆草()、沙打旺()等抗寒性和越冬性差难以存活 在高寒地区建植困难 多年生混播禾草地成为高寒地区草地畜牧业发展和生态建设的福音 无芒雀麦()、老芒麦(.)、垂穗披碱草()、中华羊茅()和早熟禾()都是高寒牧区草地建设的优良栽培牧草 具有营养价值混作组合对高寒牧区牧草生物量分配模式的影响草 学高、适口性好和耐寒等特点 具有较高的饲用价值混播人工草地通常比单播人工草地具有更高的生产力和更有效的土壤改良作用 可有效提高土地单位面积饲草产量和牧草品质本文以青藏高原祁连山东段高寒地区 龄混作禾草地为对象 探讨不同生育时期草地生物量的变化规律 以期探寻科学可行的人工建植模式 为合理有效地解决高寒地区冬季牧草匮乏问题提供科学理论依据 材料与方法 试验区自然概况试验地位于青藏高原祁连山东端甘肃农业大学高山草原试验站 行政区域属武威市天祝藏族自治县抓西秀龙乡 地理位置 海拔 气 温 低、日 照 短、天 气 多 变 年 均 温 全年 积温为 为大陆性高原季风气候 年均降雨量 年蒸发量 水热同期 冷热变化明显 无绝对的无霜期 植物生长期约为 土壤以亚高山草甸为主其土壤的理化性状如表 所示 草地建植第三年的降雨量和温度指数如图、图 所示表 试验区土壤基况土壤深度()有机质含量()氨态 (/)硝态 (/)速效 (/)速效 (/)图 年试验区日照时数与降雨量图 当年试验区气温月分布草 学草业科学 年第 期 总第 期 供试材料及试验设计试验地建植的草种主要包括无芒雀麦、老芒麦、垂穗披碱草、青海中华羊茅、青海扁茎早熟禾等(见表)为了验证禾草地建植多年的稳定性 在前期引种和栽培试验的基础上 试验于 年进行单播、三组分、四组分和五组分草地建植 采用随机区组设计 小区面积()每个小区间隔为 次重复 混播组分播种量按单播量计算 单播草地按每个品种 的播量 三组分草地按每个品种 的播量 四组分草地按每个品种的播量 五组分草地按每个品种 的播量进行建植(见表)播种前进行种子筛选和发芽试验 测定种子发芽率均在 以上 所建植混播草地全年围封保护 期间不灌溉 不施肥 禁牧表 禾本科草的生境及播量种名/品种名拉丁名来源播量(/)青海中华羊茅 “”青海省牧科院草原所 四川阿坝垂穗披碱草 “”四川省草原科学研究院 青海扁茎早熟禾 “”青海省牧科院草原所 青海冷地早熟禾 .“”青海省牧科院草原所 青牧 号老芒麦 “”青海省牧科院草原所 川草 号老芒麦 “”四川省草原科学研究院 无芒雀麦 甘肃草原总站 本地垂穗披碱草 甘肃省金强河地区 表 不同组分混作禾草地物种组成及播量组分编号无芒雀麦本地垂穗披碱草青海中华羊茅青海冷地早熟禾青海扁茎早熟禾四川阿坝垂穗披碱草青牧 号老芒麦川草 号老芒麦三(/)四(/)五(/)注:表中数值代表每个混作小区单播量 测定内容及方法样区均须选择长势均匀且代表性强的区域 禾草达到生育期时设定试验小区 在 龄混作禾草地的返青期()、拔节期()、抽穗期()、开 花 期()、成 熟 期()、枯 黄 期()个时期进行采样 利用/样方框采样 样品进行除杂处理后 将不同草种分地上、地下部分装袋 后置于烘箱内在 下杀青 转至烘干至恒重 称其干重 记作地上生物量、地下生物量 求各组合的平均值记作全年的地上生物量和地下生物量 数据处理采用 进行数据整理和制图 用 统计软件进行数据分析 采用 法进行显著性差异比较()针对混作草地不同混播处理进行单因素方差分析()并用 法进行多重比较混作组合对高寒牧区牧草生物量分配模式的影响草 学 结果与分析 混作禾草地各生育时期地上生物量的变化由图 可知 在返青期 龄混作禾草地处理 干草产量显著高于其他处理()干草产量最大的 处 理 比 最 小 的 处 理 干 草 产 量 高/拔节期最大的干草产量表现为处理 但进入抽穗以后 处理、干草产量表现较好 抽穗期、开花期、枯黄期 处理 的干草产量显著高于其他处理()开花期、成熟期、枯黄期 干草重表现较差的为处理 和 其干草重显著低于其他处理()图 混作草地 年地上生物量注:不同小写字母表示组间同一混播处理不同生育期间差异显著()混作禾草地各生育时期地下生物量的变化由图 可知 不同生育期的不同处理混作禾草地地下干物质产量不同 混作禾草地地下干物质产量随生育期的变化趋势和地上生物量的变化趋势一致 呈现先降低再增加再降低的变化 返青期、拔节期和抽穗期 各混播处理间地下干物质产量徘徊于/开花期、成熟期和枯黄期地下干物质产量增高 尤其是成熟期 达到整个生育期的最大值于返青期、拔节期、抽穗期 处理 地下干物质产量表现优异 显著高于其他处理 处理 于返青期和拔节期地下干物质产量较低 显著低于其他处理()开花期、成熟期和枯黄期 各处理间表现为 和 的地下干物质产量高于其他处理图 混作草地 年地下生物量注:不同小写字母表示组间同一混播处理不同生育期间差异显著(全年的地上生物量为 /显著高于其他处理()全年的地上生物量为 /显著低于其他处理(的全年地下生物量显著高于其他处理()且 的全年地下生物量较最低处理 高 混作组合对高寒牧区牧草生物量分配模式的影响草 学图 龄混作草地全年生物量变化注:不同小写字母表示不同混播处理间差异显著()讨论生物量是评价混播草地生产性能的重要指标它可以反映混播草地进行光合作用后积累的物质量的多少 也可以反映天然草地的健康现状以及生产潜力 同时还可以衡量及评价草地群落结构和牧草的生态经济利用效益 是生态系统的结构和功能的综合体现 袁福锦等人认为多年生混作草地建植过程中 龄草地尤为重要 其生物量大于第一年和第二年 本研究中对 龄混作禾草地进行全年生物量的测定 结果发现 龄混作草地地下部分生物量于整个生育期表现为先降低再升高再降低地下生物量季节动态与刘文辉等人的研究结果相似本研究中最后生育期地下总生物量下降主要是由于枯黄期采样时间较迟导致 地上部分生物量总体表现为随生育期的推进其生物量先升高 再降低 地上生物量的变化趋势与王皓等的研究结果一致随着季节的推进 混作草地的生长高度和茎叶的生物量增加 其总的生物量增加 混作草地进入枯黄期后 牧草已不再生长 加之寒冷恶劣的气候环境使混作草地的茎叶开始枯萎 其地上部分生物量开始下降 龄混作禾草地地上部分和地下部分生物量积累速率于抽穗期到开花期最快 不同混播处理间增速不同 三组分草地生物量积累速率最高五组分草地生物量积累速率最低 这与刘文辉等人的研究结果不同 他认为燕麦人工草地地下生物量于拔节期增长速度最快 这主要是由于混作草地类型的差异性导致 龄混作禾草地生物量不同混播处理间差异明显 本研究发现 龄混作禾草地混播处理 全年地上生物量较高 这主要是由于三组分草地播种比例恰当 上繁草青牧 号老芒麦植株高大 竞争能力较强 生长速度快并占领较高的生态位 在整个混播群落中处于优势地位 同时处理中青海冷地早熟禾适应能力强、生长密度大 最终形成了此地的生长优势 混播处理 草地长势一般 青海中华羊茅和无芒雀麦在混播处理中竞争力弱 密度和频度较小 加之青海扁茎早熟禾为下繁草 全年地上部分生物量较低 此外 本研究还发现青牧 号老芒麦在不同的混播处理中表现出绝对的生长优势 是影响该处理生物量多少的主要组分因素 结论东祁连山高海拔高寒地区 龄混作草地于整个生育期地下生物量表现为先降低再升高再降低的趋势 于成熟期达到最大值 地上部分生物量于整个生育期表现为先增高后降低、和 处理全年地上生物量较高 其中 全年的地上生物量为 /、和 全年地下生物量较高 综合表明 混作三组分草地 (青海中华羊茅 青海冷地早熟禾 青牧 号老芒麦)可保持较高的生产力 是高寒地区建植人工混作禾草地的较佳选择参考文献 宋磊 董全民 李世雄 等.放牧对青海湖北岸高寒草原植物群落特征的影响 .草业科学 ():.田莉华 周青平 王加亭 陈有军 陈仕勇 魏新春麦贤敏 郑洲.青藏高原草地畜牧业生产现状、问题及对策.西南民族大学学报(自然科学版)():.张慧敏 李希来 李兰平 张静.草种配置对高寒人工草地群落多样性和生产力的影响 .草地学报草 学草业科学 年第 期 总第 期 ():.张蕊 李飞 王媛 马丽娜 桑潮 王力 郭瑞英 赵学勇 尚占环.三江源区退化天然草地和人工草地生物量碳密度特征.自然资源学报 ():.刘皓栋 曹文侠 李文 等.施氮对 龄不同组合禾草混作草地的改良研究.草地学报 ():.李文 魏廷虎 永措巴占 等.混播比例对三江源人工草地植被和土壤养分特征的影响.草业学报 ():.任文 张志新 蔺昶兴 等.混播比例对高寒草地红豆草 垂穗披碱草混播群落生物量分配与竞争的影响.草业科学 ():.张学梅 马千虎 张子龙 等.施肥对高寒荒漠草原区混播人工草地产量和水分利用的影响.中国农业科学 ():.王小燕 张彩军 蒲强胜 安康 张倩 杨晶 孙小妹 苏军虎.人工草地建植对甘南高寒草甸草地生产力及土壤理化特征的影响.草地学报 ():.杨晓鹏 李平 董臣飞 等.多花黑麦草 燕麦混播草地地上生物量和营养品质动态研究.草地学报 ():.():.姜风岩 位晓婷 康濒月 等.模拟增温对高寒草甸植物物种多样性与初级生产力的影响.草地学报 ():.刘立 胡飞龙 闫妍 等.高寒草原不同植物群落地上 地下生物量碳分布格局.生态学杂志 ():.文雅 周培 张忠雪 等.施氮和灌溉互作对垂穗披碱草生物量及构成要素的影响.草业科学 ():.袁小强 王敏 张鲜花 檀嘉琦 袁惠 韩禧卿.乌鲁木齐周边典型荒漠草地群落物种多样性及生物量关系研究.草地学报 ():.袁福锦 黄梅芬 廖祥龙 等.滇西北高寒地区牧草混播组合的筛选.草业科学 (